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Aplicação de programação matemática e elementos finitos à otimização de formas estruturais: exemplo de barragem de gravidade com secção transversal vazada (1973)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: GUELPA, DANTE FRANCISCO VICTORIO - EP
  • USP Schools: EP
  • Sigla do Departamento: PEF
  • Subjects: PROGRAMAÇÃO MATEMÁTICA; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; BARRAGENS
  • Language: Português
  • Abstract: A generalização do uso de computadores digitais de grande porte na análise estrutural, manifestada no decorrer da última década, estimulou, naturalmente, a pesquisa de processos conduzindo à automação de partes de um projeto estrutural. Desenvolveram-se, assim, paralelamente duas áreas de aplicação: - uma, baseada em sucessivas iterações homem-máquina, caracterizadas por julgamentos qualitativos, feitos pelo homem, de resultados, emitidos pela máquina em terminais conversacionais, - a outra, caracterizada por decisões lógicas pré-programadas, baseadas em informações geradas e acumuladas, internamente pela máquina. A otimização estrutural situa-se nesta segunda categoria e objetiva a determinação de parâmetros variáveis da estrutura, de tal maneira que satisfaçam a requisitos pré-estabelecidos, minimizando contemporaneamente uma função. Progresso significativo tem-se verificado neste setor, concentrando-se as aplicações, de modo especial, a estruturas reticulares, tornando-se como parâmetros variáveis, predominantemente, de dimensionamento sujeitando-as a requisitos limitadores de tensões, deslocamentos e estabilidade, quanto às funções a serem otimizadas diversas foram as propostas visando definir uma estrutura ótima. Num sentido mais amplo, tomam-se como variáveis independentes parâmetros que caracterizam a forma da estrutura sujeita à condição de resistir satisfatoriamente a um sistema de carregamentos, otimizando uma função objetivo – genérica. Com esta conceituação é bem mais reduzido o número de trabalhos desenvolvidos, destacando-se as publicações de SHARPE, R. (1.01) e da SILVA, B.M.E. (1.02) em 1969, SMITH, P.G. e WILSON, E.L. (1.03) em 1971 e os de MOE, J. (1.04) e ZIENKIEWICZ, O.C. (1.05) em 1972.Esta falha é, parcialmente, justificada peladificuldade envolvida em análises de meios contínuos bi e tridimensionais, muito mais complexos do que as estruturas reticulares. Durante esta década desenvolveu-se, também, em grande velocidade, uma técnica de análise estrutural de meios contínuos, extremamente versátil, consolidada no Método dos Elementos Finitos, generalizando-se, rapidamente, o seu uso; é a aplicação deste método que torna a otimização de formas estruturais, viável em termos práticos. Dos trabalhos citados, apenas (1.03) e (1.05) fazem uso deste método, sendo que ZIENKIEWICZ apresenta uma técnica para determinação de derivadas de tensões em relação aos parâmetros de forma e sugere a linearização local das funções para a otimização, dando origem a um método geral. A versatilidade de um método geral estende uma aplicabilidade desde o projeto de orifícios em fuselagens de aeronaves até a determinação da melhor forma de barragens. Este trabalho configura um método fazendo uma sequência de escolhas, resultando numa técnica de aplicação geral, usando-se uma função de penalidade mista, otimizada sem a utilização de derivadas das funções, associada ao método dos elementos finitos. Esta técnica oferece a possibilidade adicional de ser aplicável à obtenção de uma forma estrutural satisfazendo aos requisitos impostos, partindo-se de outra que não os satisfaça.No capítulo 2 fazem-se as escolhas para a resolução do problema restrito não linear e do irrestrito, descrevendo-se também técnicas úteis para a diminuição do número de recômputos das funções e a obtenção de um ponto viável. No capítulo 3 apresenta-se um método rápido e de mínimo consumo de memória para a resolução de sistemas de equações lineares em banda simétrica esparsa, particularmente interessante para a solução de sucessivos sistemas com mesma estrutura; incluem-se também técnicas para a redução do tempo de processamento de reanálises. No capítulo 4 é descrita a aplicação a barragens de gravidade de secção transversal vazada, com detalhes suplementares para a elaboração de um programa. A título de complemento, incluímos em apêndice a transcrição das relações bibliográficas oferecidas por FLETCHER, R. em (1.06) e FIACCO, A.V. & McCORMICK, G.P. em (1.07).
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 17.12.1973

  • Exemplares físicos disponíveis nas Bibliotecas da USP
    BibliotecaCód. de barrasNúm. de chamada
    EPEC31400024192FT-11
    How to cite
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    • ABNT

      GUELPA, Dante Francisco Victório; LANGENDONCK, Telemaco Hyppolito de Macedo van. Aplicação de programação matemática e elementos finitos à otimização de formas estruturais: exemplo de barragem de gravidade com secção transversal vazada. 1973.Universidade de São Paulo, São Paulo, 1973.
    • APA

      Guelpa, D. F. V., & Langendonck, T. H. de M. van. (1973). Aplicação de programação matemática e elementos finitos à otimização de formas estruturais: exemplo de barragem de gravidade com secção transversal vazada. Universidade de São Paulo, São Paulo.
    • NLM

      Guelpa DFV, Langendonck TH de M van. Aplicação de programação matemática e elementos finitos à otimização de formas estruturais: exemplo de barragem de gravidade com secção transversal vazada. 1973 ;
    • Vancouver

      Guelpa DFV, Langendonck TH de M van. Aplicação de programação matemática e elementos finitos à otimização de formas estruturais: exemplo de barragem de gravidade com secção transversal vazada. 1973 ;